С О Д Е Р Ж А Н И Е Содержание.…………………………………………………………………. 2 Введение……………………………………………………………………. . 5 1. Передача сообщений ……………………………………………………. 7 1.1. Канал связи………………………………………………………………………. 7 1.2. Уплотнение линий связи……………………………………………………….. 8 1.3. Уплотнение линий связи с ВРК………………………………………………. 9 1.3.1. Дискретизация по времени…………………………………………….. 10 1.3.2. Квантование по уровню………………………………………………… 11 1.3.3. Кодирование……………………………………………………………… 12 1.4. Линейное кодирование…………………………………………………………. 13 2. Первичный поток Е1……………………………………………………………... 17 2.1. Формирование Е1……………. ………………………………………………… 17 2.2. Структура Е1…………………………………………………………………….. 17 2.3. Параметры интерфейса и формы импульса…………………………………. 20 2.4. Структура систем передачи Е1………………………………………………... 22 2.5. Достоинства и недостатки ЦСП……………………………………………….. 23 2.6. Иерархия цифровых транспортных сетей…………………………………… 24 2.6.1. Плезиохронная цифровая иерархия (PDH) ………………………….. 25 2.6.2. Синхронная цифровая иерархия (SDH) ……………………………... 26 3. Модель взаимодействия открытых систем (OSI) ………………………. 28 3.1. Общие сведения………………………………………………………………….. 28 3.2. Физический уровень модели OSI ……………………………………………... 30 3.3. Канальный уровень модели OSI………………………………………………. 31 3.4. Сетевой уровень модели OSI…………………………………………………... 31 4. Вопрос передачи сигнала без искажений……………………………….…. 33 4.1. Передача без подтверждения…………………………………………………... 33 4.2. Передача с подтверждением…………………………………………………... 33 4.2.1. Использование избыточного кода CRC - 4……………………….….. 34 4.2.2. HDLC – высокоуровневый протокол контроля связи………….….. 36 4.2.3. LAPD – протокол доступа к служебному каналу……………….…… 37 5. Анализ потока Е1………………………………………………………………….. 38 5.1. Общие сведения………………………………………………………………….. 38 5.2. Типовые схемы подключения анализатора к потоку Е1. Параметры средств измерений……………………………………………………………… 39 5.3. Основные группы измерений потока Е1……………………………………... 46 5.3.1. Измерение параметров физического уровня потока Е1……………. 46 5.3.1.1. Измерение параметров частоты линейного сигнала ……. 46 5.3.1.2. Измерение уровня сигнала и его затухания……………….. 47 5.3.1.3. Измерение времени задержки передачи линейного сигнала потока Е1……………………………………………. 48 5.3.1.4. Анализ формы импульса……………………………………... 50 5.3.1.5. Измерения фазового дрожания и дрейфа фазы сигнала в потоке Е1. ……….……………………………………………. 51 Общие сведения.………………………………………………. 51 Нормирование фазового дрожания ………………………… 54 Сетевые предельные нормы на дрейф фазы……………….. 57 Предельные нормы на фазовое дрожание цифрового оборудования.………………………………………………….. 58 Накопление фазового дрожания и дрейфа фазы в цифровых системах передачи ……………………………… 60 5.3.2. Измерения канального уровня потока Е1 …………………………… 63 5.3.2.1. Методы измерений качественных показателей основного цифрового канала (ОЦК-64) и цифровых трактов. Нормы на показатели ошибок основного цифрового канала и цифровых трактов (измерения согласно КНД 45-074-97) ……………………………………………………… 64 Общие понятия. Критерий определения состояний готовности и неготовности соединения. Параметры средств измерения……………………………………………. 65 Измерение показателей ошибок с перерывом связи……… 69 Измерение показателей ошибок без перерыва связи…… 71 Измерение на соответствие долговременным нормам. Долговременные нормы на показатели ошибок………….. 73 Измерение на соответствие оперативным нормам при вводе каналов и трактов в эксплуатацию. Оперативные нормы на ОЦК и тракт для ввода в эксплуатацию..…….. 78 Измерения при техническом обслуживании каналов и трактов на соответствие оперативным нормам. Оперативные нормы при техническом обслуживании….. 85 Измерение на соответствие нормам для восстановленного после ремонта тракта. Нормы для тракта, восстановленного после ремонта……………….. 87 5.3.2.2. Измерение кодовых ошибок. Связь кодовых и битовых ошибок…………………………………………………………. 87 5.3.2.3. Анализ цикловой и сверхцикловой структуры…………… 90 5.3.2.4. Анализ контрольных сумм (CRC – 4) ……………………… 92 5.3.3. Измерения сетевого уровня потока Е1……………………………….. 94 5.3.3.1. Измерения сетевого уровня, связанные с анализом диагностики ошибок…………………………………………. 95 5.3.3.2. Измерения сетевого уровня, связанные с анализом сигналов о неисправностях…………………………………. 97 6. Технология xDSL………………………………………………………………….. 99 6.1. Общие понятия………………………………………………………………. 99 6.2 Измерения потока Е1 с использованием технологии xDSL…… 101 Приложение…………………………………………………………………………. 102 Глоссарий………………………………………………………………………………. 103 Литература……………………………………………………………………………… 108 ВВЕДЕНИЕ.Высокое качество воспроизведения передаваемых сообщений (сигналов) обеспечивается лишь при условии, что электрические характеристики тракта передачи и его составных частей удовлетворяют утвержденным нормам.Цифровой линейный тракт – это комплекс технических средств системы цифровой передачи, который обеспечивает передачу цифровых сигналов электросвязи со скоростью, соответствующей этой системе передачи.Нормами называются обязательные для выполнения требования к электрическим характеристикам трактов и каналов и их составных частей.Утвержденные нормы обеспечивают необходимые показатели качества каналов и трактов на номинальных цепях первичной сети Украины, а также при участии сети Украины в международном соединении протяжностью до 27.500 км.В нормах на электрические характеристики трактов и каналов обычно задают номинальные значения нормируемой величины и допустимые отклонения данного значения. Если отклонения от номинала в какую-либо сторону не ожидаются или не опасны, задают допустимое значение нормируемой величины, которое должно соблюдаться при неблагоприятных условиях и даже при неблагоприятном сочетании влияющих факторов. Если количественный эффект неблагоприятных влияний не может быть заранее определен или представляет собой случайную величину, допустимые значения устанавливают с таким запасом, чтобы вероятность невыполнения заданной нормы была пренебрежительно мала.Значения нормируемых величин, которые должны быть получены в конкретных условиях, определяются расчетом. Такие значения называются ожидаемыми.Правильность проектирования и строительства транспортной сети, а также соответствие нормируемой величины ожидаемым значениям подтверждают путем сопоставления этих величин с измеренными значениями, полученными с помощью измерительных приборов.Сказанное выше определяет цели и значение электрических измерений трактов и каналов передачи многоканальных систем, отдельных частей этих трактов и входящих в их состав элементов.Главная цель измерений – подтвердить соответствие электрических характеристик трактов ожидаемым или допустимым значениям.Процесс измерений можно условно разделить на следующие этапы:Постановка задачи (определение соответствия характеристик объекта ожидаемым значениям; поиск места повреждения; определение повреждения; исследование).Определение ожидаемого значения.Выбор метода измерения.Выбор измерительной аппаратуры, составление схемы измерений.Выполнение измерений.Анализ полученных результатов.Успешное выполнение измерений возможно только в случае хорошего знания объекта измерений, свойств информационных и измерительных сигналов, умения правильно выбрать и применить наиболее подходящий метод измерений, измерительную аппаратуру, рассчитать ожидаемое значение измеряемого параметра, оценить полученные результаты.Именно поэтому в данной книге "Анализ потока Е1" приводятся не только практические схемы для измерения параметров потока Е1, но и теоретические сведения о канале связи, способе получения основного цифрового канала 64 кбит/с и цифрового потока Е1, линейном кодировании и процедурах контроля ошибок.1. Передача сообщений.1.1. Канал связи.Как интегрированный процесс, который требует управления и координации многих технологических и эксплуатационных функций, работа железнодорожного транспорта нуждается в интенсивном обмене информацией.Для того, чтобы передать какую-либо информацию (например, голос), ее необходимо представить в виде сообщения.Передача сообщений на расстояние осуществляется с помощью какого-либо физического процесса, распространяющегося с той или иной скоростью от источника сообщения к получателю.Физический процесс, отображающий передаваемое сообщение называется сигналом. Сообщение определяет то, что передается сигналом, а сам сигнал определяет способ передачи. Сигнал является функцией времени, даже если сообщение таковым не является. Существует разделение сигналов на аналоговые и цифровые.Аналоговый сигнал – сигнал, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией либо дискретного, либо непрерывного времени и непрерывным множеством возможных значений.^ Цифровой сигнал – сигнал, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений.Передача сигнала на расстояние возможна только при наличии передающего устройства, осуществляющего преобразование сообщения в сигнал. На приеме необходимо приемное устройство, преобразующее принятый сигнал в сообщение.^ Линией связи называется среда, используемая для передачи сигналов от передатчика к приемнику.Канал связи – совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая при подключении абонентских оконечных устройств передачу сообщений любого вида от источника к получателю.Структурная схема канала связи представлена на рис.1.В телефонной связи для стандартного телефонного канала была выбрана полоса частот 0,3 – 3,4 кГц, что объясняется сосредоточением в этой полосе наибольшей части энергии человеческого голоса. Данный диапазон частот невозможно передать по линии без предварительного преобразования.Преобразование электрического сигнала подразумевает изменение какого-либо параметра высокочастотного сигнала (амплитуды, частоты, фазы) по закону низкочастотного сигнала (телефонного сигнала) и получило название модуляции.В аппаратуре многоканальной связи для преобразования аналогового сигнала используют два вида модуляции: амплитудную и импульсно-кодовую.^ 1.2. Уплотнение линий связи.Системы связи из экономических соображений (невыгодность использования одной линии связи для одного телефонного разговора реализуются как многоканальные системы, используя различные методы уплотнения каналов для передачи по одной линии все большего и большего числа каналов одновременно.Под уплотнением линии связи понимают физический процесс, обеспечивающий одновременную передачу нескольких электрических сигналов (0,3 – 3,4 кГц - для телефонной связи) по одной физической линии связи.Существуют два способа уплотнения линий связи:с частотным разделением каналов (ЧРК);с временным разделением каналов (ВРК).Первый способ использует амплитудную модуляцию (АМ), второй – импульсно – кодовую модуляцию (ИКМ).Учитывая то, что целью данного документа является анализ потока Е1, то далее рассматривается только метод уплотнения с ВРК, имеющий непосредственное отношение к формированию указанного потока.^ 1.3. Уплотнение линий связи с ВРК.Идея уплотнения линии связи с ВРК заключается в том, что одна физическая линия предоставляется разным абонентам поочередно, т.е. в каждый момент времени в линии может существовать только сигнал, относящийся к какому-нибудь одному из разговоров. Этот момент времени называется временным канальным интервалом КИ (или же тайм-слотом - time slot).Принцип процесса уплотнения с ВРК поясняется на рис. 2.На передаче/приеме используются преобразователи (на рис. 2 – ключи) сигнала, осуществляющие импульсно-кодовую модуляцию/демодуляцию.В результате этих преобразований, на вход канала связи подаются импульсы одинаковой длительности и частоты, но разной амплитуды и смещенные во времени один относительно другого. Другими словами, импульсы от разных каналов передаются/принимаются в отведенные им промежутки времени.При ВРК очень важным является вопрос синхронизации. Для того, чтобы импульсы из линии попадали к своим абонентам, преобразователи на приеме должны работать в такт с преобразователями на передаче.При уплотнении линий связи с ВРК используется импульсно-кодовая модуляция разговорного сигнала. Для получения ИКМ-сигнала аналоговый сигнал подвергается трем ступеням преобразования:дискретизации по времени;квантованию по уровню;кодированию.Рассмотрим каждую из этих ступеней. С УММАТОРФ Н Ч К1К1Аб.1Аб.1Ф Н Ч К2 К2 линияАб.2Аб.2К30К30Ф Н Ч Аб.30Аб.30^ СС ГО передачи ГО приема СС ГО передачи – генераторное оборудование передачиГО приема – генераторное оборудование приемаСС – синхросигналК1…К30 – ключиРис. Структурная схема уплотнения линии связи с ВРКРис. 2.1.3.1. Дискретизация по времени.Дискретизация по времени подразумевает замену непрерывного аналогового сигнала последовательностью его мгновенных значений, отсчитываемых с определенной частотой дискретизации fд. Величина fд определяется теоремой Котельникова, которая гласит: Для передачи аналогового сигнала без искажений необходимо произвести его дискретизацию по времени с частотой в 2 раза превышающей максимальную частоту в спектре сигнала.Учитывая то, что ширина стандартного телефонного канала принимается равной 4 кГц (запас в 0,6 кГц принимается для предотвращения перекрытия спектров сигналов двух соседних каналов), то fд = 4кГц х 2 = 8 кГц. Соответственно, период дискретизации Тд = 1/ fд = 125 мкс.Полученная в результате дискретизации последовательность импульсов имеет амплитуду, которая соответствует величине напряжения аналогового сигнала в момент дискретизации, поэтому такой процесс получил название амплитудно-импульсной модуляции-1 (АИМ-1). Последовательность импульсов АИМ-1 нельзя передавать в линию, поскольку вершины импульсов изменяют свое положение, поэтому следующим логичным шагом преобразования сигнала стало квантование последовательности АИМ-1 по уровню.^ 1.3.2. Квантование по уровню.Квантование по уровню – это процесс сопоставления значений амплитуды взятого дискрета (сигнала АИМ-1) ближайшему разрешенному уровню (уровню квантованию). Разность между двумя соседними уровнями квантования называется шагом квантования.Чем меньше шаг квантования, тем больше число уровней квантования, тем выше качество передачи. В связи с тем, что при квантовании имеет место округление до целого шага квантования, возникают искажения, называемые шумами квантования.В результате квантования образуется последовательность импульсов АИМ-2. Импульсы АИМ-2 называются отсчетами. Отсчеты можно кодировать, т.е. каждый отсчет можно представить в виде определенной числовой последовательностиПроцессы дискретизации по времени и квантования по уровню показаны на рис.3.Рис. 3. 1.3.3. Кодирование.Кодирование основано на замене квантованого дискрета (отсчета) кодовыми группами, взятыми в двоичной системе исчисления.В действующей аппаратуре связи используются 8-ми разрядные (8-ми битовые) кодовые группы. Одна такая кодовая группа называется «слово», причем первый символ слова несет информацию о полярности импульса.Кодированный сигнал будет передаваться со скоростью 8 кГц х 8 бит = 64 кбит/с.Результатом дискретизации по времени, квантования по уровню и двоичного кодирования стал поток бит со скоростью 64 кбит/с, который получил название основного цифрового потока (основного цифрового канала – ОЦК или Е0)..Этот поток непригоден для передачи по каналу связи из-за ряда причин:Выходной цифровой поток имеет широкий спектр, что затрудняет его передачу по каналу связи с ограниченной полосой пропускания и осложняет процесс регенерации сигнала синхронизации, передаваемого в канале.Спектр имеет значительную долю низкочастотных составляющих, которые могут интерферировать с составляющими передаваемого низкочастотного сигнала.Спектр содержит значительную постоянную составляющую.Для того, чтоб данный цифровой поток можно было передавать в линию, его подвергают линейному кодированию.^ 1.4. Линейное кодирование.Наиболее часто применяемыми видами линейного кодирования являются:AMI (в СССР – ЧПИ); HDB3 (в СССР – КВП3);2B1Q;CAP (САР-64, САР-128, САР-256).Ниже приведены краткие определения алгоритмов формирования указанных кодов и на рис. 4 представлены коды AMI, HDB3 и 2B1Q: AMI (Alternate mark inversion – инверсия альтернативного бита) – это наиболее простой формат линейного кодирования, при котором полярность каждого импульса изменяется на обратную по отношению к предыдущему, а бестоковые посылки (пробелы) остаются без изменений. Этот формат использует инверсию каждой следующей единицы. В большинстве случаев AMI не используется, т.к. формат этого линейного кодирования приводит к частым потерям синхронизации в случае длинных последовательностей нулей. HDB3 – формат линейного кодирования HDB3 был специально разработан для решения проблем, возникающих в случае использования кода AMI. В коде HDB3 за последовательностью из трех последовательных нулей следует двухимпульсная вставка «плюс импульс – минус импульс». Оборудование на дальнем конце принимает поток и заменяет двухимпульсные вставки на последовательность нулей, восстанавливая исходную последовательность данных. Таким образом, код HDB3 обеспечивает большую плотность импульсов в потоке, что дает лучшие параметры синхронизации по принимаемому сигналу. Существуют правила таких вставок. Тип вставки определяется полярностью последнего инвертированного бита и количеством битов последовательности предыдущей вставки. Если это количество четное, вставляется 000V, при этом полярность V такая же, как у непосредственно предшествовавшего импульса. Если количество битов нечетное, то вставка имеет вид В00V, где полярность В - противоположна предыдущему импульсу, а полярность V такая же, как и В. HDB3 расшифровуется как двухполярный код высокой плотности порядка 3.2B1Q – представляет собой модулированный сигнал, имеющий 4 уровня, т.е. в каждый момент времени передается 2 бита информации. Код имеет 4 кодовых состояния. Кодирование 2B1Q очень чувствительно к искажениям, т.к. сигнал имеет постоянную составляющую.^ САР(Carrierless Amplitude and Phase Modulation) - это амплитудно-фазовая модуляция без несущей, т.е. несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, при этом перед подачей в линию сама несущая, не содержащая информацию, но обладающая наибольшей энергией, «вырезается» из сигнала. Модуляционная диаграмма сигнала САР представляет собой «созвездие», которое базируется на двух величинах сигнала: на амплитуде и разности фаз (рис. 7). «Созвездие» может свободно вращаться (поскольку не существует несущей для фиксации по абсолютной величине). Каждая точка «созвездия» представляет собой гармонические колебания, с соответствующими амплитудой и фазой, причем каждой точке «созвездия» соответствуют битовые значения (например, 0001, 0101 и т.д.).Рис. 7. САР-64 - несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 64 состояниями. Соответственно 64-позиционной модуляционной диаграмме, сигнал САР-64 передает 6 бит информации в каждый момент времени. САР-128 - несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 128 состояниями. Соответственно 128-позиционной модуляционной диаграмме, сигнал САР-128 передает 7 бит информации в каждый момент времени.САР-256 - несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 256 состояниями. Соответственно 256-позиционной модуляционной диаграмме, сигнал САР-256 передает 8 бит информации в каждый момент времени.На рисунке 8 представлены спектральные характеристики сигналов с кодом HDB3, 2B1Q и САР.Рис. 8.2. Первичный поток Е1.^ 2.1. Формирование Е1.При уплотнении с ВРК в линию могут передаваться n ОЦК. Согласно стандартам международного союза электросвязи (ITU-T) n может быть равно 24 или 30. Поскольку n=24 применяется в американских системах передачи, а n=30 – в европейских, то далее рассматривается только вариант цифровой системы передачи (формирование потока Е1) с n=30.В европейской цифровой системе передачи 30 ОЦК уплотняются (мультиплексируются) в один цифровой поток, суммарной скоростью 30 каналов х 64 кбит/с = 1920 кбит/с.Для обеспечения синхронизации, а также для передачи информации сигнализации между АТС были дополнительно выделены еще 2 ОЦК. Таким образом, суммарный цифровой поток, передаваемый в линию связи имеет скорость 32 канала х 64 кбит/с = 2048 кбит/с и носит название потока Е1.^ 2.2. Структура Е1.Существуют три вида структуры потока Е1: неструктурированный поток, поток с цикловой структурой и поток с цикловой и сверхцикловой структурой.Неструктурированный поток используется в сетях передачи данных и не имеет цикловой структуры, т.е. разделения на каналы.Поток с цикловой структурой предусматривает разделение на 32 ОЦК (32 КИ).^ Цифровые системы коммутации работают только со структурированным потоком Е1.Передача 32 канальных интервалов образует цикл (рис. 9). КИ-0 КИ-1 ……………………. КИ-31 Биты 1 2 3 4 5 6 7 8 Si 0 0 1 1 0 1 1 Si 1 A Sn Sn Sn Sn Sn Рис. 9.Для каждого КИ в цикле отводится 8 бит, т.е. цикл состоит из 8 бит х 32 КИ = 256 битов, что составляет Тц=Тд=125 мкс.В течение одного КИ, длительность которого равна 3910 нс, передаётся кодовая комбинация одного телефонного канала.Нулевой канальный интервал КИ0 (рис. 10) чётных циклов отводится под передачу сигнала цикловой синхронизации (FAS – Frame Alignement Signal), который передаётся в разрядах 2 – 8 и имеет вид 0011011. В разряде 1 КИ0 передаётся бит Si, зарезервированный под задачи международного использования. Цикл 0 Цикл 1 Цикл 2 Цикл 3 …………… Цикл 15 КИ 0 … КИ 16 … КИ 31 КИ 0 … КИ 16 … КИ 31 КИ 0 … КИ 16 … КИ 31 Биты Биты Биты 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 X Y X X A B C D A B C D A B C D A B C D Канал 1(КИ 1) Канал 16(КИ 17) Канал 15(КИ 15) Канал 30(КИ 31) Сигнал MFAS = 0000XYXX;X – запасные биты (1 обычно не используется);Y – удаленная неисправность МFAS (равен 1 в случае, если потеряна сверхцикловая синхронизация).Рис. 10.Разряд 3 в КИ0 нечётных циклов используется для передачи сигналов об аварии и потери цикловой синхронизации (бит А). В разряде 2 КИ0 нечётных циклов постоянно передаётся "1", что необходимо для проверки в процессе поиска циклового синхросигнала. Остальные разряды (с 4 по 8) в КИ0 нечётных циклов обычно не заняты.16 циклов Ц0 – Ц15 объединяются и образуют сверхцикл длительностью 2 мс (16 циклов 125 мкс). Начало сверхцикла определяется по циклу, который содержит сверхцикловой синхросигнал вида 0000. Сверхцикловой синхросигнал передаётся в разрядах 1 – 4 КИ16 Ц0. Разряд 6 КИ16 Ц0 используется для передачи аварийного сигнала о сбое сверхциклового синхронизма. В остальных циклах Ц1 – Ц15 КИ16 используется для передачи сигналов управления и взаимодействия между АТС. Сигналы управления и взаимодействия между АТС не требуют 8-ми разрядного кодирования, поэтому в каждом цикле для одного телефонного канала организуются по два одноразрядных сигнальных канала СК. В Ц1 для первого (1 и 2 разряды) и шестнадцатого (5 и 6 разряды) разговорных каналов, в Ц2 – для 2 и 17 разговорных каналов и т.д.В КИ1 – КИ15 и КИ17 – КИ31 всех циклов передаётся разговорная информация.^ Параметры интерфейса и формы импульса.Физический уровень Е1 включает в себя описание электрических параметров интерфейсов Е1 и параметров сигналов передачи.Согласно рекомендации G.703 основные характеристики интерфейса следующие:Скорость передачи – 2048 кбит/с 50 ррm (1 ррm (point per million) равен 10-6), таким образом, допускается отклонение частоты передаваемого сигнала на 102,4 Гц. Используемые типы кодирования: HDB3 (AMI – в старых системах передачи). Помимо параметров частоты сигнала и типа линейного кодирования, рекомендация G.703 определяет следующие нормы на электрические параметры интерфейса (таблица 1).Электрический интерфейс Е1 представляет собой симметричный интерфейс на 120 Ом.Ему соответствует значение пикового напряжения в 3 В.Таблица 1 ^ Тип пары в каждом направлении Одна симметричная пара12030±0,3 Импеданс, Ом Номинальное пиковое напряжение импульса, В ^ Пиковое напряжение при отсутствии импульса, В Номинальная ширина импульса, нс 244 Отношение амплитуд положительного и отрицательного импульса в середине импульсного интервала От 0,95 до 1,05 ^ Отношение положительного и отрицательного импульсов в середине номинальной амплитуды От 0,95 до 1,05 Таким образом, типичный уровень сигнала импульсов потока Е1 для симметричного интерфейса 120 Ом составляет либо ± 3 В (для сигнала бинарной 1), либо 0 В (для сигнала 0). Реальный сигнал обычно находится в пределах ± 10 % от этой величины.В идеальном случае передаваемый импульс является совершенно симметричным. Однако в реальной практике импульс сильно искажается при генерации и передаче по каналу связи (рис. 11). Рис. 11.Форма импульса потока Е1 должна соответствовать «маске», описанной в рекомендации ITU-T G.703 и представленной на рис. 12.Рис. 12^ 2.4. Структура системы передачи Е1.Общая схема системы передачи Е1 представлена на рис. 13.Рис. 13.Как видно из рисунка, в состав цифровой системы передачи входят следующие компоненты: мультиплексор, аппаратура линейной передачи, регенераторы и коммутаторы. Мультиплексоры выполняют функцию загрузки и выгрузки каналов ТЧ и цифровых каналов передачи данных в поток Е1. Аппаратура линейной части выполняет функцию формирования линейного кода, цикловой и сверхцикловой структуры, а также функции мониторинга параметров ошибки, генерацию сигналов неисправностей. В реальной практике аппаратура линейной передачи обычно объединяется с мультиплексором в единых технических средствах. Регенераторы цифровых систем передачи выполняют функцию восстановления цифрового потока Е1 на участках большой протяженности. Коммутаторы представляют собой сетевой элемент первичной сети, который выполняет коммутацию на уровне потоков Е1. Основные параметры цифровой системы передачи ИКМ-30 (Е1) Число канальных интервалов (каналов) в цикле 32 Из них: - речевых 30 - сигнальных 1 - синхронизации 1 Длительность цикла, мкс 125 Длительность интервала, мкс 125:32=3,9 Число разрядов (бит) в канальном интервале 8 Частота дискретизации, Гц 8000 Число уровней квантования 256 Скорость передачи, Мбит/с 32*8*8*103=2,048±50*10-6(2,048±50 ррт) ^ 2.5. Достоинства и недостатки ЦСП.Достоинства цифровых систем передачи:Высокое качество каналов, которое достигается благодаря высокой помехоустойчивости.Качество телефонной связи, которая обеспечивается ЦСП, при отношении сигнал/шум 30 дБ может быть достигнута в аналоговых системах с ЧРК при отношении сигнал/шум в линейном тракте порядка 80-90 дБ. Высокая помехоустойчивость достигается благодаря регенерации импульсов при передаче их по линейному тракту, что резко снижает влияние искажений и помех.Качество каналов не зависит от длины линии передачи. В ЦСП отсутствует накопление помех вдоль линии, т.к. на каждом участке регенерации осуществляется полное восстановление сигналов, в отличие от аналоговых систем передачи, где, теоретически, максимально-возможная длина линии передачи не может превышать 2500 км, т. к. происходит накопление помех вдоль линии. Это связано с тем, что на каждом усилительном участке осуществляется переприем (усиление) сигнала без его коррекции (восстановления).Качество цифровых каналов не зависит от номера канала - все каналы идентичны, а также не зависит от загрузки системы (количества одновременно работающих каналов). В системах с ЧРК качество каналов существенным образом зависит от его местоположения в диапазоне частот.Эффективность использования пропускной способности ЦСП намного выше, чем у аналоговых систем и особенно это заметно при передаче дискретных сообщений.Возможность построения интегральной сети связи, т.к. транзит и коммутация цифровых каналов может быть осуществлена в цифровой форме с любой точки ЦСП.Цифровые системы передачи имеют высокие технико-экономические показатели:возможность создания полностью автоматических систем, где все управление будет происходить путем передачи соответствующих команд;высокая степень унификации узлов и аппаратуры в целом;малые массогабаритные показатели из расчета на один канал.Недостатки цифровых систем передачи:Скорость передачи в ЦСП очень высокая, поэтому ширина спектра очень большая.Наличие системы временной синхронизации. Хрупкость системы временной синхронизации к воздействию помех.Наличие в каналах ЦСП шумов квантования и шумов дискретизации.^ 2.6. Иерархия цифровых транспортных сетей.Постоянно растущие потребности пользователей в больших скоростях требуют создания новых технологий передачи или усовершенствования существующих. Учитывая то, что линейный тракт является наиболее дорогостоящим звеном в цепи передачи информации от одной точки к другой, появилась идея повышения эффективности использования линейного тракта. Эта идея заключалась в большем уплотнении (мультиплексировании) линии. С этой целью несколько потоков Е1 мультиплексировались (объединялись) в ещё более скоростной поток, что послужило основой для создания плезиохронной иерархии транспортной сети (PDH).Транспортной сетью называется совокупность функциональных средств, которые обеспечивают перенос информации любого вида между оконечными пунктами.Принципиально новым видом транспортной сети является синхронная цифровая сеть (SDH).^ 2.6.1. Плезиохронная цифровая транспортная сеть (PDH)."Плезиохронная" означает "почти синхронная", что и определяет принцип передачи сигнала в данной иерархии. В качестве основного сигнала европейской иерархии PDH был принят сигнал Е1.В состав PDH входят следующие сигналы: Е0 – 64 кбит/с (ОЦК); Е1 – 2048 кбит/с; Е2 – 8448 кбит/с; Е3 – 34368 кбит/с; Е4 – 139264 кбит/с;В сети PDH мультиплексоры не обязательно должны быть чётко засинхронизированы, т.е. не должны использовать единый источник синхронизации. Более того, ограничения на стабильность задающих генераторов мультиплексоров не очень строгие – порядка 10-6. Поскольку мультиплексор не формирует структуры, которая могла бы быть использована для определения позиции бита каждого канала, а входные скорости разных каналов могут не совпадать, то используется процедура "битового выравнивания скоростей" (битовый стаффинг – bit staffing) добавление/изъятие в канале нужного числа бит.Данная процедура используется на каждом уровне мультиплексирования. На приемной стороне для восстановления исходной цифровой последовательности эти биты удаляются/добавляются.Характерной особенностью PDH является то, что мультиплексирование потоков осуществляется по шагам: 2 Мбит/с 4 8 Мбит/с х 4 34 Мбит/с х 4 140 Мбит/с (рис. 14).Доступ к любому потоку Е1 (2 Мбит) из сформированного потока Е4 (140 Мбит) возможен только после полного демультиплексирования (расшивки), для чего необходимо пройти через все ступени преобразований вниз, что неизбежно приводит к увеличению количества оборудования. Причиной таких громоздких преобразований является то, что применяя технику побитового выравнивания скоростей на каждом уровне иерархии, невозможно указать точное место нахождения сигнала 2 Мбит/с без демультиплексирования каждого уровня.Рис. 14 ^ 2.6.2. Синхронная цифровая транспортная сеть (SDH).Синхронная цифровая иерархия получила распространение благодаря развитию технологии волоконно-оптических кабелей, используемых в качестве среды распространения сигнала SDH. За основной формат сигнала SDH был принят синхронный транспортный модуль STM-1, имеющий скорость передачи 155,52 Мбит/с и позволяющий инкапсулировать все сигналы PDH.Термин "инкапсуляция" определяет принцип передачи сигналов в сети SDH и означает метод последовательных вложений. Транспортный модуль STM-n (n = 1, 4, 16, 64) представляется в виде не